怀集县地处北纬23027'3"～24023'3" ，东经111050'56"～112029'48″。位于广东省西北部，肇庆市北部，北江支流绥江上游。东接阳山、广宁、南连德庆，西界封开和广西贺州，北邻连山与连南。总面积3573平方公里，是肇庆市县域最大的县。

怀集县四围环山，域内海拔1000米以上的山峰60多座，北部占53座。坐落在县域东北角的大稠顶，海拔1626米，是肇庆市的最高峰。地势自北部和西北部向东南部倾斜。 西部是盆地平原，面积近400平方公里，乃广东省山区县中的最大平原，是稻米之乡。 中部、东南部是丘陵，是农林两业并举之区。地处中部低丘的县城海拔52.4～54.l米，县城南郊最高的塔山海拔也只有253米，比东北部洽水镇石莹乡的水田还低200多米。 东部至北部是山区，是盛产竹林所在。西南部的桥头镇是岩溶地貌地区，峰秀岩幽，溪清流碧，乃广东省省级旅游风景区。

怀集县向来有“一江两河二十一水”之说，一江指的是绥江，属北江支流，自县城东南而远流珠江入南海;两河指中洲河和凤岗河;二十一水是马宁水等一二级支流的二十一条河流。

怀集县紧靠北回归线北侧，属亚热带气候，夏长冬短，雨量充沛，气温适宜，累年平均总日照时数1828.1小时，年降雨量1785.4毫米，累年平均气温20.8℃，无霜期310天。

怀集县是广东省的主要林区，林木种类繁多，林地面积400万亩，活林木蓄积量为1020万立方米。坳仔、大坑山等镇出产的茶秆竹(俗名厘竹)驰名海外，解放以来一直占全国该项产品出口量的50%以上。森林中有众多的珍贵禽兽，有丰富的四时均可采集的中草药材资源，其中草本类280多种。水资源丰富，水能理论蕴藏量37.19万千瓦，可开发28.88万多千瓦，可供开发利用的高温矿泉多处。地下的矿产资源不少，其中以品位高达42%～68%的磁铁矿和石灰石最有名。